夏热冬冷地区生态建筑围护结构设计策略研究——兼论中国普天信息产业上海工业园智能生态科研楼设计

摘要

自然资源和矿物燃料的过度消耗使得当今世界面临着巨大的能源和环境危机。截至2007年底，我国建筑业的总能耗已达全国能源总量的45％。随着生态与可持续观念的深入人心，生态技术的不断发展提高，生态评价体系及相关设计法规的完善，生态设计逐渐成为建筑师设计工作的指导性观念和原则。 论文首先以建筑师的视角梳理了可持续发展及其相关概念，旨在探究从“可持续发展”到“围护结构设计策略”的内在层级关系，并以此建立论文理论部分的研究框架。针对影响建筑空间冷热总量的不同方式，从三个方面研究围护结构的节能设计策略，分别为：围护结构与空间形态之间的关系、围护结构对气候环境的选择性利用以及围护结构自身的热工性能。对前两者的研究通常视围护结构为整体研究对象，而对后者的研究则着眼于围护结构的各组成部分。 其次，论文的案例研究部分以中国普天信息产业上海工业园智能生态科研楼设计为研究对象，通过设计过程的详细记录与项目所运用的各生态设计策略的阐述，总结积累该项目作为“绿色建筑示范工程”的完整图文资料及设计经验。 最后，论文的结语部分，着重记录了生态科研楼项目设计各阶段所解决的主要问题，探讨生态建筑实践中建筑师的角色和作用，希望为今后的生态建筑实践积累有益经验。全文共约65800字，图表210余幅。

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第一章绪论

1.1危机与挑战

1.2相关概念阐述

1.2.1可持续发展

1.2.2环境能源与生态建筑

1.2.3能量流与物质流

1.2.4冷热总量的控制

1.2.5被动式技术与主动式技术

1.3相关研究综述

1.3.1国际研究概况

1.3.2国内研究发展概况

1.3.3国内生态建筑设计的示范性尝试

1.4我国夏热冬冷地区的气候特点与建筑能耗现状

1.4.1我国夏热冬冷地区的气候特点

1.4.2夏热冬冷地区传统建筑的气候适应性

1.4.3夏热冬冷地区建筑能耗现状

1.5研究内容、方法与结构、目标与意义

1.5.1研究内容

1.5.2方法与结构

1.5.3目标与意义

第二章围护结构节能设计策略

2.1整合围护结构与空间形状及关系的节能设计策略

2.1.1体型系数

2.1.2减小体型系数的设计策略

2.2围护结构对气候因素的选择性利用

2.2.1体形与朝向

2.2.2自然采光与窗墙面积比

2.2.3自然通风与围护结构开口设计

2.3提高围护结构自身热工性能的设计策略

2.3.1屋顶

2.3.2墙体

2.3.3楼地面

2.3.4门窗幕墙

第三章项目实践——中国普天信息产业上海工业园智能生态科研楼

3.1项目简介

3.1.1项目概况

3.1.2项目进程

3.2场地设计

3.3被动式生态技术的应用

3.3.1体型与平面设计

3.3.2剖面设计

3.3.3细部设计

3.4主动式生态技术应用

3.4.1可再生能源：地源热泵+太阳能光电系统

3.4.2模块化变风量地板送风与风机盘管系统

3.4.3置换式新风与全热交换回收系统

3.4.4雨水回收与中水利用

3.4.5节能型人工照明

3.4.6环保、健康建材的使用

3.4.7整合全楼技术设备的智能控制系统

3.5生态技术专项研究与建筑设计的互动

3.5.1热工模拟与计算

3.5.2自然采光及其遮阳模拟分析

3.5.3自然通风模拟与分析

结语

普天智能生态科研楼工程设计过程记录

建筑师的角色与责任

参考文献

图片及表格资料来源

附录

致谢